水工建筑物

武心嘉

目录

  • 1 总论
    • 1.1 我国的水资源与水利建设
    • 1.2 水工建筑物分类、特点及发展
    • 1.3 水利枢纽与水工建筑物的等级划分
    • 1.4 河川水利枢纽对环境的影响
    • 1.5 本课程的特点和水工科技问题的研究途径
  • 2 水工结构上的作用
    • 2.1 作用分类和作用效应组合
    • 2.2 自重和水压力
    • 2.3 扬压力
    • 2.4 土压力和淤沙压力
    • 2.5 波浪与浪压力
    • 2.6 冰压力
    • 2.7 混凝土结构所受的温度作用
    • 2.8 地震作用
    • 2.9 风荷载和雪荷载
  • 3 水工建筑物的水力设计
    • 3.1 堰坝水流和堰型
    • 3.2 泄水建筑物下游消能防冲
    • 3.3 深式泄水孔洞的水力设计
    • 3.4 冲击波和陡槽水力特性
    • 3.5 高速水流边壁的蚀损和防蚀设计
  • 4 岩基上的重力坝
    • 4.1 概述
    • 4.2 重力坝的稳定分析
    • 4.3 重力坝的应力分析
    • 4.4 重力坝的剖面设计与结构布置
    • 4.5 重力坝的材料和构造
    • 4.6 重力坝的地基处理
    • 4.7 宽缝重力坝与空腹重力坝
    • 4.8 碾压混凝土重力坝
  • 5 拱坝及支墩坝
    • 5.1 概述
    • 5.2 拱坝荷载的特点及荷载组合
    • 5.3 拱坝布置
    • 5.4 拱坝应力分析
    • 5.5 拱座稳定分析
    • 5.6 拱坝的材料、构造及地基处理
    • 5.7 支墩坝
    • 5.8 课程拓展——乌东德水电站
  • 6 土石坝
    • 6.1 概述
    • 6.2 土石坝的剖面和基本构造
    • 6.3 土石坝的筑坝材料
    • 6.4 土石坝的渗流分析
    • 6.5 土石坝的稳定分析
    • 6.6 土石坝的地基处理
    • 6.7 混凝土面板堆石坝
    • 6.8 课程拓展——两河口水电站
  • 7 河岸溢洪道
    • 7.1 概述
    • 7.2 正槽溢洪道
    • 7.3 侧槽溢洪道
  • 8 水工隧洞
    • 8.1 概述
    • 8.2 水工隧洞的选线与总体布置
    • 8.3 水工隧洞的进口段
    • 8.4 水工隧洞的洞身段和出口消能段
    • 8.5 水工隧洞围岩应力分布和稳定性判别
    • 8.6 水工隧洞衬砌受力分析
  • 9 土基上的闸坝
    • 9.1 水闸概述
    • 9.2 水闸的孔口设计
    • 9.3 水闸的消能防冲设计
    • 9.4 闸基渗流分析与防渗设施
    • 9.5 闸室布置与构造
    • 9.6 闸室的稳定分析
    • 9.7 闸室结构计算
    • 9.8 水闸与两岸连接结构设计与计算
拱坝布置

马尔帕塞坝失事介绍

马尔帕塞坝位于法国东南部瓦尔省莱朗(Rayran)河上,坝址距入海河口14km。混凝土双曲拱坝,最大坝高66.0m,水库总库容0.51 亿立方米,防洪库容0.045 亿立方米。工程主要用于坝址附近70km 范围的供水、灌溉和防洪。工程总费用5.8 亿法郎。1954 年9 月建成,1959 年12 月2 日大坝突然溃决,造成500 余人死亡和失踪,财产损失达300 亿法郎,是一次严重大坝失事。

 大坝坝顶高程102.55m,坝顶长222.7m,中心角为121°,相应的上游面半径为105m。坝的厚度从坝顶1.5m 增至底部的6.78m,大坝体积4.76 万立方米。由于左岸岩石坚固性较差以及为了使大坝具有对称性,在左岸上部设有长22m、宽6.5m、最大高度11m 的推力墩,嵌入基岩6.5m,将拱的推力传递至基岩。并在推力墩的上游设置翼墙挡水,以避免推力墩直接承受上游水压力。

大坝划分成16 个坝段,平均每个坝段长13.5m,缝的上游采用铜片止水,下游采用不锈钢片止水。

大坝失事前,当地下过一段时期大雨,从1959 年9 月1 日至12 月2 日,共有29 天降雨,其中10 月19 日至12 月2 日,降雨量达490mm。库水位在11 月中旬上升至95.2m 高程。看守人员发现右岸在坝址下游20m 以外的地方,有一股细渗流从基岩中渗出。但据事后调查,该渗流对大坝失事并无很大影响。12 月2 日下午21 时10 分大坝突然溃决,溃坝波以70km/h 的速度向下游冲击,历时25min。溃坝洪水使弗雷久城变为废墟。

 分析原因

事故发生之后,法国成立了调查委员会调查大坝失事原因。许多著名专家参加了调查,对大坝失事原因发表了各自的看法,在一些方面取得了共识,而在有的方面则存在不同的看法。根据大量文献资料所作的综合分析取得一致看法的方面如下:

 (1)该坝坝址地质,尤其是左岸坝座岩体质量很差,断裂发育,包括片理、裂隙、节理和断层各种尺度都有,产状不规则且有夹泥。变形性和疏松性大,抗剪强度低。

 (2)坝的破坏过程可分为两个阶段:第一阶段发展缓慢,大致从1958 年7 月起直到破坏前夕。第二阶段急剧发展,历时仅几分钟。

 (3)坝体曾发生沿坝底下裂隙滑动,这种滑动的数量各坝段不同,从右岸向左岸逐渐增大,在平面上宛如坝绕右坝端作整体转动。但又并非纯粹的刚性运动,而是伴有向左岸逐渐增加的切向位移和沿左岸岸坡向上的垂直分量。

(4)坝体最早是在JK 坝段和KL、LM 坝段(字母顺序按大坝自左岸至右岸排序)的下部断裂推出,形成决口。此后坝的连续性破坏,中部和右岸坝体像悬臂梁那样受弯折断,倒向下游被水冲走。

 (5)推力墩的前半段PQ 块最后坍落在岸坡下,此时水流已无力将它冲走。